CORSO DI GEOPEDOLOGIA A.S prof. Luca Falchini LA STRUTTURA INTERNA DELLA TERRA

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1 CORSO DI GEOPEDOLOGIA A.S prof. Luca Falchini LA STRUTTURA INTERNA DELLA TERRA

2 Indagini dirette Scavi per ricerche minerarie, energetiche e idriche; carotaggi Non si giunge oltre i 12 km di profondita (il raggio terrestre, all equatore, e 6378 km)

3 Indagini indirette Studio delle onde sismiche

4 Le onde sismiche Le onde P (primarie) sono onde longitudinali che alternano compressione e dilatazione. Il volume delle rocce si deforma nel senso della direzione di propagazione. Sono le prime ad essere rilevate dai sismografi. Possono attraversare sia solidi che fluidi. Sono veloci (da 4 a 8 km/s). Le onde S (secondarie) sono onde trasversali che alternano compressione e dilatazione. Il volume delle rocce si deforma in direzione perpendicolare alla direzione di propagazione. Sono rilevate dai sismografi dopo le onde P. Possono attraversare solo i solidi. Sono più lente delle onde P (da 2,3 a 4,6 km/s). Le onde superficiali (onde L) si originano dall epicentro, quando le onde profonde (P ed S), raggiungono la superficie. Sono responsabili dei danni agli edifici. Sono più lente delle onde S. Si distinguono in onde di Raleigh che danno movimenti sussultori e onde di Love che danno movimenti ondulatori.

5 PROPAGAZIONE DELLE ONDE SISMICHE E STRUTTURA INTERNA DELLA TERRA L analisi dell andamento delle onde P ed S, rilevate dai sismografi distribuiti su tutta la superficie terrestre, ha permesso di avanzare l ipotesi sulla sua struttura e sulla composizione dell interno del nostro pianeta. Variazioni brusche della velocità delle onde sismiche e della loro direzione di propagazione hanno permesso di rilevare delle superfici di discontinuità, cioè delle zone in cui o la composizione o lo stato fisico dei materiali subiscono una variazione. Discontinuità litologiche: cambiamento di composizione chimica delle rocce; Discontinuità fisiche: variazione della densità e dello stato fisico (solido/liquido) dei materiali.

6 PRINCIPALI DISCONTINUITA Discontinuità di Mohorovičić (Moho): si trova ad una profondità media di 33 km (30-70 km sotto i continenti; 5-10 km sotto gli oceani). Separa la crosta terrestre dal mantello superiore. Discontinuità di Gutemberg: si trova ad una profondità di circa km. Qui si ha una forte diminuzione della velocità delle onde P e si interrompe la propagazione delle onde S. Essa separa il mantello dal nucleo esterno. Discontinuità di Lehmann: si trova ad una profondità di circa 5170 km. Qui si ha un aumento della velocità delle onde P. Essa separa il nucleo esterno dal nucleo interno.

7 La crosta terrestre La crosta terrestre è lo strato più superficiale ed è delimitato inferiormente dalla discontinuità di Moho. Si possono distinguere la crosta continentale e quella oceanica che sono differenti per le loro caratteristiche fisiche e per la loro composizione. Crosta continentale: è più spessa e più leggera. Il suo spessore va dai km fino ad un massimo di 70 km. La sua densità è di 2,5 g/cm 3. E composta principalmente da graniti e rocce metamorfiche costituite per la maggior parte da silicati di alluminio. Crosta oceanica: è composta in prevalenza da basalti e gabbri, provenienti dalle eruzioni di vulcani sottomarini. E più densa della crosta continentale (3 g/cm 3 ). Il suo spessore medio è di 6 km.

8 Il mantello E lo strato sottostante la crosta terrestre dalla quale è separato dalla discontinuità di Moho. Nella sua parte superiore è formato da rocce ignee ricche di silicati di Fe, Mg e Ca. Il mantello è separato dal nucleo dalla discontinuità di Gutemberg che si trova a km di profondità. Dalle variazioni nella propagazione delle onde sismiche P ed S si è scoperto che i materiali del mantello sono presenti in stati fisici diversi e danno origine a strati con caratteristiche diverse: Mantello superiore; Astenosfera; Mesosfera.

9 Il mantello Lo strato di mantello più esterno è formato da rocce rigide ed elastiche come la crosta terrestre. Crosta e mantello superiore, anche se hanno composizione diversa, si comportano come uno strato omogeneo detto LITOSFERA. Questa ha uno spessore di 70 km sotto i fondi oceanici e di 100 km in corrispondenza dei continenti. La LITOSFERA è suddivisa in grandi blocchi che galleggiano sullo strato di mantello denominato ASTENOSFERA. Questo strato è più plastico e formato da rocce parzialmente fuse ed ha uno spessore fra i 200 e i 250 km. I magmi dell astenosfera sono basici e sono responsabili dell origine dei vulcani hawaiani, islandesi e delle dorsali oceaniche. La MESOSFERA è lo strato più profondo del mantello ed è formato da rocce solide ultrabasiche.

10 Il nucleo Il nucleo è formato da Fe e Ni ed è suddiviso in due parti: il nucleo esterno e quello interno. Dall andamento delle onde sismiche S e P risulta che entrambi hanno la stessa composizione ma un diverso stato fisico. Il nucleo esterno è fluido e sembra sia all origine del campo magnetico terrestre che si estende anche all esterno del pianeta. Il nucleo interno è invece solido, nonostante l elevatissima pressione, a causa della pressione elevata. Il campo magnetico terrestre sembra prodotto dai movimenti circolari dei materiali fluidi del nucleo esterno che generano flussi di energia elettrica. E importante perché protegge la Terra da radiazioni solari che sarebbero nocive per gli organismi.

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